fuerza cortante y momento flexionante

45
qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO RESISTENCIA DE MATERIALES Esfuerzo cortante y momento flexionante en vigas

Upload: bg-sp

Post on 01-Jan-2016

740 views

Category:

Documents


43 download

TRANSCRIPT

qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

RESISTENCIA DE MATERIALES

Esfuerzo cortante y momento flexionante en vigas

qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas

50kN 20kN

D

CA

B

1m6m

2m

R1 R2

XX2m

2m 4m

20kNm

Vmax=30kNm

-20kNm

B C D

7 C C

V

X(m)

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

403.- Escribir las distribuciones de momentos flexionantes y fuerza cortante en las vigas de los problemas siguientes. Trazar también sus diagramas, marcando los valores en todos los puntos de discontinuidad, y en los de fuerza cortante nula. Despreciar el peso propio de la viga.

0 2 5 6 7

-30-20-10

010203040506070

Chart Title

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 2

A

X(m))

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION:

Aplicando momentos respecto al punto A se obtiene el valor de R2. Realizamos sumatoria de fuerzas en Y para obtener el valor de R1.

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 3

ΣMA=0 -50KN(2m)+R2(6m)-20KN(7m)=0 100KNm+140KNm= R2(6m) R2=240KNm6m

R2=40KN

ΣFy=0 R1-50KN+40KN-20KN=O R1=30KN

Tramo AB: VAB=30KN

Tramo BC: VBC=30KN-50KN VBC=-20KN

Tramo CD: VCD=30KN-50KN+40KN VCD=20KN

Tramo AB: MAB=30KN*(Xm) MAB=(30X)KN.m

X MAB

0 02 60

Tramo BC: MBC=30X-50(X-2) MBC=30X-50X+100 MBC=(-20X+100)KN.m

X MBC

3 406 -20

Tramo CD: MCD=30X-50(X-2)+40(X-6) MCD=30X-50X+100+40X-240 MCD=(20X-140)KN.m

X MCD

7 0

A

B

C

D

2m 3m 2m

40kN.mR1 R2

-4kN.m -4kN.m

Vmax=-10Kn.m

A DCB

-10

V

X

8

-32

B 2

Momento flector maximo=8kN.m

Mmax=-32kN.m

Mmin=0kN.m

C 5 D 7

-20

M

X

X=5 Punto de Inflexion

Y

X

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

404.- Viga cargada como se indica en la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 4

X

XX

22 5

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION:

Efectuamos sumatoria de momentos en el punto D, para obtener el valor de R1. Realizamos sumatoria de fuerzas en Y. Y así obtenemos el valor de R2

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 5

ΣMD=0 -40-(5R1+7(10))kN.m=0 5mR1=(70-40)kN.m R1=6kN.m

ΣFy=0 (-10+6+R2)kN.m=0 4kN.m= R2

R2=4kN.m

Tramo AB: VAB=-10kN

Tramo BC: VBC=(-10+6)Kn VBC=-4kN

Tramo CD: VCD=(-10+6)Kn VCD=-4kN

Tramo AB: MAB=(-10X)kN.m

X MAB

0 01 -102 -20

Tramo BC: MBC=(-10X)kN.m+6(X-2)kN.m MBC=(-10X+6X-12)kN.m MBC=(-4X-12)kN.m

X MBC

3 -244 -285 -32

Tramo CD: MCD= (-10X+6(X-2)+40)kN.m MCD= (-10X+6X-12+40)kN.m MCD= (-4X+28)kN.m

X MCD

5 86 47 0

10kN/m2m

30kN

10m

A C

B

R1 R2

XX2

A CBX

Y

Mmax=156.8kN.m X=4.4m

A B C

M

X

Vmax=74Kn

54kN

24kN

Vmin x=4.4m

-56kN

A B C

X

V

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

405.- Viga cargada como se indica en la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 6

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION: Efectuamos sumatoria de momentos en el punto R1, para obtener el valor de R2. Se realiza sumatoria de fuerzas en Y. Para obtener R1

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo.

Sabemos que:

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 7

ΣMR1=0 (-30(2)-100(5)+10(R2))kN.m=0 10(R2)=560kN R2=56kN

ΣFy=0 (R1-30-100+56)Kn=0 R1=74kN.

Tramo AB: VAB=74kN-10(X)Kn VAB=(74-10X)Kn

X VAB

0 741 642 54

Tramo BC: VBC=(74-30-10(X))kN VBC=(44-10X)Kn

X VBC

2 244 46 -168 -3610 -56

Tramo AB: MAB=[74(X)-(10(X))(X/2)] MAB=(74X-54X2)kN.m

X MAB

0 01 692 1280.5 37.751.5 99.75

Tramo BC:

MBC=74(X)-30(X-2)-(10X)(X2

)

MBC=(74X-30X+60-5X2)kN.m MBC=(-5x2+44x+60) kN.m

X MBC

2 1284 1566 1448 9210 0

Vmax=74kN; X=0

Vmin=0kN; x=4.4m

Xmax=dM BC

dx=0

44-10x=0 x=4.4, siendo MBC=156.8

2m

2m 4mA B D

C

40kN

R1 R2

20kN/m

XX2

2 2

X=2mX

Y

40kN.m

MMAX= -80kNm

X=3.77m

X

M

A B C D

-60kN

-40kN

Vmax=80Kn x=2mV

X

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

406.- Viga como se muestra en la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 8

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION

Realizamos momentos en el punto D, para obtener el valor de R1. Efectuamos sumatoria de fuerzas en el plano Y, para obtener el valor de R2.

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes)

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 9

ΣMD=0 40Kn(2m)+120kn(3m)-R1(4m)+20kn(6m)=0 80kn.m+360kn.m+120kn.m= R1(4m) R1=140KN

ΣFY=0 -20+140-120-40+R2=0 -40+R2=0 R2=40kn

VAB=-20kn-(20knm

)(Xm)

VAB=(-20-20x)kN.

X VAB

0 -201 -402 -60

VBC=(-20-20x+140)kN. VBC=(120-20)kN

X VBC

2 803 604 40

VCD=(-20-20x+140-40)kN. VCD=(80-20X)Kn

X VCD

4 05 -206 -40

MAX=80kN X=2m

MAB=(-20X-(20X)(X2

))kN.m

MAB=(-20x-10x2) kN.m

X MAB

0 01 -302 -80

MBC=(-20X+140(X-2)-(20X)(X2

))kN.m

MBC=(-20X+140X-280-10X2)kN.m MBC=(120X-10X2-280) kN.m

X MBC

2 -803 -104 40

MCD=(-20X+140(X-2)-40(X-4)-(20X)(X2

))kN.

MCD=-20X+140X-280-40X+160-10X2 MCD=80X-10X2-120

X MCD

4 405 306 0

MMAX=-80kN.m, en X=2m

Punto de inflexión (120X-10X2-280)=0 X=3.17m

Y

MMAX=57.66kN.m x=2.8m

X

M

X

V24kN

VMIN

VMAX=-36kN

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

407.- Viga cargada como se indica en la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 10

5m

A D

CB

R2R1

X

X

X

2

22

2m 2m

30kN/m

X

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION:

Realizamos momentos respecto al punto A, para obtener el valor de R2

Efectuamos sumatoria de fuerzas en Y, para conocer el valor de R1.

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 11

ΣMA=0 -60kN(3m)+5(R2)m=0 R2=36Kn

ΣFY=0 R1-60kN+36kN=0 R1=24kN

VAB=24kNVBC=24Kn-(30kn/m)(x-2)m VBC=(84-30x)Kn

X VBC

2 243 -64 -36

VCD=24Kn-60kN VCD=-36kN

MAB=(24x)Kn

X MAB

0 01 242 48

MBC=(24x)-30(X-2)(X-2)/2 MBC=24X-15X2+60X-60 MBC=84X-15X2-60)Kn.m

X MBC

2 483 574 36

MCD=24X-60(X-3) MCD=24X-60X+180 MCD=-36X+180)kN.m

X MCD

4 365 0

VMAX=36Kn X=4

MMAX=57.6Kn.m X=2.8

A

6mX

X2m1m

30Kn/m 15Kn/m

60Kn(Puntual)

2m

B

C X

Y

R1 R2

X

V

VMAX=70Kn X=0

10kNX=2.66

-50kN

X

Y

MMAX=83.33KN.m X=2.66m

X

Y

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

408.- Viga cargada como se indica en la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 12

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION

Efectuamos momentos en el punto A, para conocer el valor deR2

Realizamos sumatoria de fuerzas en Y, para obtener el valor de R1

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 13

ΣMA=0 -60KN(1m)-60kn(4m)+6(R2)(m)=0 R2=50KN

ΣFY=0 R1-60KN-60KN+50KN=0 R1=70KN

VAB=70KN-(30KN/m)(Xm) VAB=(70-30X)KN

X VAB

0 701 402 10

VBC=70KN-60KN-(15KN/m)(x-2) VBC=(40-15X)KN

X VBC

2 103 -54 -205 -356 -50

VMAX=70KN X=0

MAB=70X-30X(X/2) MAB=(70X-15X2)KN.m

X MAB

0 01 552 80

MBC=[70X-60(X-1)-15(X-2)(X−22

)]KN.m

MBC=70X-60X+60-7.5(X2-4X+4) MBC=(10X+60-7.5X2+30x-30) MBC=(40X-7.5X2+30)KN.m

X MBC

2 803 82.54 705 4282.5.56 0

MMAX=83.33KN.m X=2.66m

AB C

X

X

W(N/m)X

Y

X

Y

A CB

VMAX=-WL/2

X

V

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

409.- Ménsula cargada como se indica en la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 14

AB C

MMAX=-WL2/8 X=L/2

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 15

Tramo AB VAB=[-W(N/m)][X(m)] VAB=(-WX)N

X VAB

0 0L/2 -(WL/2)

Tramo BC VBC=[-W(N/m)][L/2]m

VBC=(−WL2

)N

Tramo AB MAB=[-W(X)][X/2]N.m

MAB=(−W X2

2)N.m

X MAB

0 0L/2 -WL2/32L/4 -WL2/8

Tramo BC MBC=[-WL/2][X-L/4] MBC=[−WL2

X+W L2

8]N.m

X MBC

L/2 -WL2/8L/4 0

W[N/m]

CG

2/3 1/3

2/3

X

L

X

Y

X

Y

-WL2/48

-WL2/6 MMAX

A B X

M

-WL/8

-WL/2 VMAX

A B X

V

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

4.10.- Ménsula cargada como se indica en la carga triangular.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 16

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 17

YW

=XL

Y=WL

X F=(12

X)(WL

X) F=

W X2

2 L

VAB=(- W X2

2 L)N

X VAB

0 0L/2 -WL/8L -WL/2

MAB=[(-W X2

2 L¿N][X/3]m

MAB=(-−w x3

6 l)N.m

X MAB

0 0L/2 -WL2/48L -WL2/6

X

X

L

L-XX

X

A

B

W-Y

Y

W(N/m)

F=WX2/2

A1

XBA

-

-

MMAX

M

L/2 L/2 BA

A

A VMAX

X

V

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

4.11.- Ménsula con la carga triangular, la cual varia de W(N/m) el extremo libre a cero en la pared.

Obtenemos la fuerza en el triángulo A1, así como en el rectángulo.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 18

WL

=YL−X

Y=

W (L−X)L

=WLL

-

WXL

Y=W-WXL

Fuerza en el Triángulo. F=1/2X(W-Y) F=1/2X(W-

W+W(X/L)) F=W X2

2 L

Rectangulo F=XY

F=X(W-WXL

)

F=X(LW−WX

L)

F=XWL

(L-X) F=

WL

(XL-X2)

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 19

VAB=-FTRIANGULO-FRECTANGULO VAB=

W X2

2 L-WL

(XL-X2) VAB=

−W X2

2 L-W XL❑

L+W X

2

L

VAB= W X2

L(1-1/2)-

W XL❑

L

VAB=(W X2

L-WX)N.m

MAB=23

X(-W X2

2 L)+12

X[- WL

(XL-

X2)] MAB=- W X3

3 L - 12

X2W +

W X3

2 L MAB=( W X

3

6 L - W X

2

2

10KN/m

A

B

CD

2m6mx

x

x4

2

2

R1 R2

X

Y

X=5.23m

DCBA

MMAX=25KN.m X=3m

MMIN

-20KN.m

X

M

10KN20KN

VMAX=-30KN

X=3A

B

C D X

V

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

4.12.- Viga con carga indicada en la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 20

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION

Realizamos sumatoria de momentos en A, para obtener el valor de R2. Efectuamos sumatoria de momentos en Y, para obtener el valor de R1.

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 21

ΣMA=0 -60KN(5m)+6(R2m)=0 R2=300KN.m/6m R2=50kn

ΣFY=0 R1+R2-60KN=0 R1=60KN-50KN R1=10KN

VAB=10KN VBC=10KN-10(KN/m)(X-2)m VBC=(10-10x+20)KN VBC=(-10X+30)KN

X VBC

2 104 06 -30

VCD=10KN+50KN-10(KN/m)(X-2)m VCD=(60-10x+20)KN VCD=(80-10X)KN

X VCD

6 207 108 0

MAB=10X(KN)

MBC=[10X-10m

(X-2)m(X−22

)m]KN MBC=10X-5(X2-4X+4)KN.m MBC=(-5x2+30X-20)KN.m

X MBC

2 203 254 205 56 -20

MCD=10X+50(X-6)-10(X-2)(X−22

)

MCD=60X-5X2+20X-20-300 MCD=(80X-5X2-320)KN.m

X MCD

6 -206.5 -11.257 -57.5 -1.258 0

10KN/m

Carga Puntual. 60KN

AB C D

E

1m 1m 3m 2m

XX

X

X11

11

1

3

X

Y

M

X

10KN.m

-15KN.m

MMAX= 20KN.m

3m

10KN

-20KN

VMIN

VMAX= -20KN

X

V

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

4.13.-Viga con la carga indicada en la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 22

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION

Realizamos sumatoria de momentos en el punto A, para obtener el valor de R2

Efectuamos sumatoria de fuerzas en Y, para obtener el valor de R1.

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 23

ΣMA=0 25KN.m-50KN(4.5m)+5(R2) R2=40KN

ΣFy=0 R1-50KN+ R2=0 R1=10KN

VAB=10KN

VBC=10KN

VCD=10KN-10KN/m(X-2)m VCD=(-10x+30)KN

X VCD

2 105 -20

VDE=10KN+40KN-10KN/N(X-2)m VDE=(-10X+70)KN

X VDE

5 206 107 0

MAB=10X(KN)

MBC=(10X - 25)KN

X MBC

1 -152 -5

MCD=10X-25-10(KN/m)(X-2)m(X-2)/2 MCD=10X-25-5X2+20X-20 MCD=(-5X2+30X-45)KN.m

X MCD

2 -53 04 -55 -20

MDE=10X-25-10(X-2)(X-2)/2+40(X-5) MDE=50X-225-5X2+20X-20 MDE=(-5X2+70X-245)KN.m

X MDE

5 -106 -57 0

8KN/m

A

B

C

2m

X

2m X

20KN

X

Y

XM

-16KN.m

MMAX=-40KN.m

X=2.5m

X

V

A B CVMIN

-4KN

-16KNVMAX= -20KN

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

4.15.- Ménsula con la viga indicada en la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 24

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 25

VAB=-8(KN/m[X(m)] VAB=-8X(KN)

X VAB

0 01 -82 -16

VBC=20(KN)-[8(KN/m)(Xm)] VBC=(20-8X)KN

X VBC=2 43 -44 -125 -20

MAB=-8X(X2

)

MAB=-4X2(KN.m)

X MAB

0 01 -42 -16

MBC=[20(X-2)-8X(X2

)]KN.m

MBC=(-4X2+20X-40)KN.m

X MBC

2 -163 -164 -245 -40

VBC=(20-8X)KN X=20/8 X=2.5

X=2.5 Es en donde se encuentra VMIN

C

2KN/m

A

B2m

X

X

5KNF

F

3m

CBAX

M

MMAX=-29.4KN.m

-4KN

VMAX= -14.5KN

XV

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

4.14.- Ménsula con la carga indicada en la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 26

L

A B

X

2/3LR2R1

W()

FG=

G

A BX=

MMAX=

M

X

VMAX=-

X= X=

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

4.16.-Viga con la carga triangular que indica la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 27

X

V

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION

Realizamos momentos en el punto A, para obtener el valor de R2.

Efectuamos sumatoria de fuerzas en Y, para conocer el valor de R1.

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante). Se realiza una relación de triángulos.

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).

Tabla de Valores

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 28

FG=12

[W(Nm

)] [L(m)]

FG= WL2

[N]

ΣMA=0

ΣMA=(-WL2

)(2L3

)+LR2

R2=W L2

3L

R2=WL3

ΣFY=0

R1+R2-WL2

=0

R1=WL2

-WL3

R1=

YW

=XL

Y=

WXL

F=12

X(

WXL

) F=

W X2

2 L

Y

X

VAB=WL6

-W X2

2 L

MAB=WL6

X-W X2

2 LX3

MAB=WLX6

- W X3

2 L

VAB=WL6

-W X2

2 L

X VAB

0 WL/6L/2 WL/24L -WL/3

VAB=0 (Cruce con X)

0=WL6

-W X2

2 L

WL6

=W X2

2 L X2=

2W L2

6W= L

2

3 X=L/

√3 X=0.577L

MAB=WLX6

- W X3

2 L

X MAB

0 0L/2 WL2/16L 0

MAB.MAXIMO=WL6

( L√3

)- W L3

6 L√33

MAB.MAXIMO=3W L2−W L2

6(332)

=2W L2

6 (332)

MAB.MAXIMO=W L2

3¿¿ MAB.MAXIMO=

L/2 L/2

X

R1=WL/4 R2=WL/4

G

X/3 [W()x[(m)]=(N)

X

MMMAX= [N.m]

A B X

V

X=L/2

VMAX=(N)

(N)

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

4.17.- Viga con la carga triangular que indica la figura

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 29

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION

Realizamos momentos en el punto A, para conocer el valor de R2.

Efectuamos sumatoria de fuerzas para obtener el valor de R1.

Realizamos una relación de triángulos.

Empleando la formula V=ΣFyizquierda. Usamos la formula M= ΣMizquierda.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 30

ΣMA=0 [-WL2

(N)]x[L2

(m)]+

[L(R2)]=0 R2=W L2

4 L

R2=WL4

ΣFY=0

R1+WL4

-WL2

=0

R1=WL2

-WL4

R1=WL4

XL/2=

YW

Y=

F=12

XY=(12

X)(

2WXL

) F=W X2

L

VAB=-W X2

L+R1

VAB= ( WL4

- W X2

L)N

X VAB

0 WL/4L/2 0L -WL/4

MAB=WL4

(X)-W X2

L(X3

)

MAB=[WLX4

-W X3

3 L]N.m

X MAB

0 0

5K(N/m)

5KN=Carga Puntual

B C D

2m 2m 1m

XX

X22

2

VMAX=-10KN

V

X

MMAX=30KN.m

-30KN.m

X

M

X

Y

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

418. MÉNSULA CARGADA COMO INDICA LA FIGURA

+

-

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 31

A

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCIÓN

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)

VAB= -5 KN . Xm VBC= -10KN VCD=-10KN

m

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 32

VAB=-55X(KN)

X VAB

0 01 -52 -10

MAB=[5(KN/m)][Xm][X/2m] MAB=(-5/2)x2KNm

X MAB

0 01 -2.52 -10

MBC=-10(X-1) MBC=-10X+10 MBC=(-10X+10)KN.m

X MBC

2 -103 -204 -30

MCD=-10(X-1)+60 MCD=-10X+10+60 MCD=(70-10X)KN.m

X MCD

4 305 20

X=2.3237m

-12KN

VMAX=18KN

A

B

C

V

X

3m 2m

XX

R1R2

20KN/m

1/3

A B C

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

419.- Viga cargada como indica la figura.

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 33

A

M

XB C

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCION

Realizamos una relación de triángulos. Efectuamos momentos en el punto A, para obtener el valor de R2. Con sumatoria de fuerzas en Y, conocemos el valor de R1.

Se obtiene los valores de las cargas que se aplican en cada tramo. (V=ΣFyizquierda)(Fuerza Cortante)

Aplicamos M= ΣMizquierda para cada tramo. (Momentos Flexionantes).

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 34

X3

=Y20

Y=

20 X3

F=12

XY=12

X(

ΣMA=0

-30KN(233)+5R2=0

R2= 12KN

ΣFy=0 R1+ R2-F=0 R1=18KN

VAB=(18-10 X2

3)KN

X VAB

0 181 14.6672 4.6673 -12

MAB=18X-10 X2

3X3

MAB=(18X-10 X3

9)KN.m

X MAB

0 01 16.832 27.113 24

18-10 X2

3=0 X2=

5410

=5.4

X=2.32379m

A

RP

B

A

RP

B

R

YX’

X

Y

P

B

A

V

X

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

421.- Determine las distribuciones de fuerza cortante y momento flexionante en la barra curva de la figura P-421, en el caso: a.-) De que la fuerza P sea vertical como esta indica. b.-) En el caso de que la horizontal y la dirigida hacia la izquierda.

SOLUCION

a.)

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 35

θ=(0;900)=(0;π2

rad)

ΣFx’=0 –V-P(Cosθ)=0 V=-P(Cosθ)

ΣM1-1=0 M+P(RxSenθ)=0 M=- P(RxSenθ)

R

P

R(Co

sθ)

θV

N

Y’

A

RP

BY

X’

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

b.)

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 36

ΣFx’=0 -V-P(Sen)=0 V=-P(Sen)

ΣM1-1=0 M+P(R-R(Cosθ)=0 M=-PR(1-COSθ)

x

B C

x

15 KN m

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

20.- Una carga distribuida, con un total de 60 KN, soportada por una reacción uniforme.

A

60KN

c 2m 4m 2m

2 4

30

25

20

15

10

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 37

X

D

60KN

60KN

x

2

X

X=4m

V máx = 15KN15

10

5

-5

- 10

-15

M máx= 30KN.m

-15KN

M

V

X

X

X

X

V

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

SOLUCIÓN

Empleando la formula V=ΣFyizquierda. Usamos la formula M= ΣMizquierda.

VAB=7,5KN. Xm VBC= 7,5X -15(X-2) VCD=7,5X-60

m

VAB=7,5X) KN VBC= 7,5X-15X+30 VCD=(7,5X-60)

VBC= (-7,5X+30)KN

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 38

x VAB

0 01 7.52 15

X VBC

2 154 06 -15

X VCD

6 -157 -7.58 0

MAB= 7,5X(X/2) MAB=3.75X2

X MAB

0 01 3.752 15

MBC=3.75X2-15(X-2)(X-2)/2 MBC=(-3.75X2+30X-30)KN.m

X MBC

2 153 26.254 305 26.256 15

MCD=3.75X2-60(X-4) MCD=3.75X2-60X+240

X MCD

6 157 3.758 0

-7,5X+30=0 X=4m

MMAX=30KN.m

R1 R2

A

B

C

V VN N

θ

-

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

422.- Determinar las distribuciones de V y M en el arco semicircular de la figura, si: a.)La fuerza Pes vertical como se indica. b.) Si la horizontal y hacia la izquierda, pero aplicada en el mismo punto.

a.)

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 39

Reacciones

R1= R2=P2

Corte 1-1; θ=(0,π2

)Tramo AB

ΣFy=0 V-R1=0 V=R1

V=P/2)Sen θ

ΣM=0

M-(P2

)[R(1-Cosθ)]=0

M=P2

[R(1-Cosθ)] M=

PR2

[1-Cosθ]

Corte 2-2; θ=(π2

)Tramo BC

ΣFy=0 V+P2

Sen(θ-π2

)=0 V=-

P2

Senθ

ΣM=0 (P2

)R[1-Cos(θ - π2

)]=0

M=(PR2

)[1+Cosθ]

Y

X

PR/2

Y

X

P/2

P

A

B

C

R1 R2

r2

P

UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO

b.)

FUERZA CORTANTE Y MOMENTO FLEXIONANTE EN VIGAS Página 40

Reacciones ΣM1=0 P(R)-R2(2R)=0 R2=P/2

ΣFy=0 R1-R2=0 R1=R2

R1=P/2

ΣFy=0 -P+r2=0 P=r2

Tramo BC: θ=(π2

; π)

ΣFr=0

V+P(Sen(θ-π2

) - P2

COS(θ-π2

)

V=P2

COS(θ-π2

)- P(Sen(θ-π2

)

V=P2

(Senθ + P(Cos θ))

V1=P2

… θ=π2

ΣM=0

P[R8Cos(θ-π2

)-P2

{R[1-Sen(θ-π2

)]}

PR[CosθCosπ2

-SenθCosπ2

]-PR2

{1-[SenθCosπ2

+Cos θSenπ2

]}-

M=0 PR(Senθ-PR2

(1+Cosθ))-M=0

M= PR(Senθ+PR2

(1+Cosθ))

M1=PR(Sen900)-PR2

(1+Cos900) M1=PR2